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2022-05-18 21:55 |
新南威爾士大學(xué)開發(fā)出讓太陽(yáng)能電池在夜間以逆向方式發(fā)電的技術(shù)
日前,新南威爾士大學(xué)(UNSW)的一個(gè)團(tuán)隊(duì)展示了從“傳統(tǒng)太陽(yáng)能電池的反面”產(chǎn)生的可測(cè)量的電力,這是全球第一次實(shí)現(xiàn)這樣的技術(shù)。據(jù)悉,它最終可以產(chǎn)生約1/10的太陽(yáng)能電池板的電量,不過(guò)是發(fā)生在夜間。 r2*<\ax ?4t-caK^u
[attachment=112497] `linG1mF 眾所周知,太陽(yáng)能電池板從太陽(yáng)光中吸收能量并將其轉(zhuǎn)化為電能。簡(jiǎn)而言之,它們?cè)赑-N結(jié)中使用了兩個(gè)不同處理的硅半導(dǎo)體層。其中,N層摻入了額外的電子“供體”雜質(zhì),P層摻入了“受體”雜質(zhì)--供電子進(jìn)入的空間--在中間有一個(gè)“耗盡區(qū)”,在那里這些電子和接受電子的空穴或多或少地會(huì)相互抵消,并形成一個(gè)屏障進(jìn)而阻止所有N面的電子直接擴(kuò)散到P面。
GrJ#. Q}%tt=KD 當(dāng)陽(yáng)光照射在電池上時(shí),進(jìn)入的光子中的熱能在硅中被吸收,如果耗竭區(qū)的電子得到足夠的能量來(lái)跳過(guò)兩邊的帶隙,它就可以從其空穴中跳出來(lái)并被加速跨越到N邊及增加兩邊的電壓電位。在一個(gè)外部電路中將兩邊連接在一起之后,則可以讓電子回到P面并做電功。 2F_
R/{D uPyVF-i 所有這些都是說(shuō),是天上下來(lái)的光子的熱能啟動(dòng)了這個(gè)過(guò)程。但這并不只是一個(gè)單向的過(guò)程。隨著我們星球的旋轉(zhuǎn),太陽(yáng)輻射在白天加熱了地球,但地球在涼爽的夜晚又將這些能量作為紅外光釋放出來(lái)。新南威爾士大學(xué)的一個(gè)研究小組正在努力利用這種流入較冷空氣的紅外光子。 ~9pM%N
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[attachment=112498] |qcD; 該研究小組的裝置被稱為熱輻射二極管,它的工作原理基本上跟太陽(yáng)能電池相反,其接受從地球(或任何其他熱源)向上輻射到較冷區(qū)域的熱能,另外還將跨越該溫差的能量流轉(zhuǎn)化為電動(dòng)勢(shì)。它是用一些用于紅外夜視鏡的相同材料建造而成。 Q ~|R Z7G S*W;%J5 新南威爾士大學(xué)光伏和可再生能源工程學(xué)院的講師和研究員Michael Nielson博士在一封電子郵件中介紹道:“在功能上,它確實(shí)是傳統(tǒng)太陽(yáng)能電池的反面。但它仍使用一個(gè)半導(dǎo)體P-N結(jié)作為設(shè)備的核心(只是反向運(yùn)行)。熱力學(xué)上我們可以通過(guò)光的發(fā)射而不是吸收來(lái)產(chǎn)生能量的想法對(duì)許多人來(lái)說(shuō)可能是一個(gè)絆腳石,但很像太陽(yáng)能電池,我們?cè)谶@里最終擁有的是一個(gè)熱引擎,區(qū)別在于將功率轉(zhuǎn)換器從冷端換到熱端! ;|ub!z9GG Go\VfLL
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